Question

浙江秦山核電站第三期工程有兩個60萬千瓦發(fā)電機(jī)組已并網(wǎng)發(fā)電．

(1)發(fā)電站的核能來源于U的裂變，現(xiàn)有四種說法：

A.U裂變時釋放出大量能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)要減��；

B.U的一種可能的裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程式為：U＋n―→Ba＋Kr＋3n；

C.U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短；

D．一個U核裂變能放出約200 MeV的能量，合3.2×10^－11 J.

以上四種說法中正確的是__________．

(2)已知鈾235的質(zhì)量為235.043 9 u，鋇141的質(zhì)量為140.913 9 u，氪92的質(zhì)量為91.897 3 u，每個中子質(zhì)量為1.008 7 u. 1 kg鈾235發(fā)生(1)中的鈾核裂變所放出的能量相當(dāng)于多少優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時放出的能量？

(1 kg優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時能產(chǎn)生3.36×10⁷ J的熱量)

(3)這座核電站核能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η＝40%，假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是(1)中的核反應(yīng)，則每年需要多少濃縮鈾(濃縮鈾中鈾235的含量占2%)?

Answer 1

解析：(1)U裂變時，核子數(shù)、質(zhì)子數(shù)守恒，只是重核的核子平均質(zhì)量大于中等質(zhì)量的核子平均質(zhì)量，產(chǎn)生質(zhì)量虧損，釋放核能，故A錯，B對.U的半衰期不會隨環(huán)境溫度的變化而改變，它是由核內(nèi)部自身的因素決定的，故C錯.1 MeV＝1×10⁶×1.6×10^－19 J＝1.6×10^－13 J，故D對．

(2)質(zhì)量虧損為：Δm＝(m_U＋m_n)－(m_Ba＋m_kr＋3m_n)＝236.052 6 u－235.837 3u＝0.215 3 u.

釋放的能量：ΔE＝Δmc²＝210 MeV.

1 kg鈾235含有的鈾原子核數(shù)目為

N＝×6.02×10²³＝2.56×10²⁴個．

1 kg鈾完全反應(yīng)釋放的總能量為：

E_總＝N·ΔE＝2.56×10²⁴×201×10⁶×1.60×10^－19 J＝8.23×10¹³ J.

1 t煤完全燃燒釋放的能量為：

E＝1 000×3.36×10⁷ J＝3.36×10¹⁰ J，

故1 kg鈾完全反應(yīng)相當(dāng)于這樣的煤完全燃燒的質(zhì)量為：

m_煤＝2.45×10³ t.

(3)核電站每年放出的熱量

Q＝＝ J＝9.46×10¹⁶ J.

需要濃縮鈾：m＝＝5.7×10⁴ kg.

答案：(1)BD　(2)2.45×10³ t　(3)5.7×10⁴ kg